устройство для оценки устойчивости вертикальной позы человека

Формула изобретения

Устройство для оценки устойчивости вертикальной позы человека, содержащее два ультразвуковых отражателя с возможностью установки на двух исследуемых частях тела человека, и ультразвуковой измеритель перемещений с двумя локаторами с возможностью излучения ультразвука каждым из них в направлении соответствующего ультразвукового отражателя и приема соответствующего отраженного ультразвукового сигнала, отличающееся тем, что введены дополнительно N-2 ультразвуковых отражателей с возможностью установки дополнительно на N-2 исследуемых частях тела человека, дополнительно N-2 локаторов с возможностью излучения ультразвука каждым из них в направлении соответствующего ультразвукового отражателя и приема соответствующего отраженного ультразвукового сигнала, коммутатор, выходы/входы которого соединены с входами/выходами соответствующих локаторов, а вход/выход соединен с выходом/входом ультразвукового измерителя перемещений, ЭВМ с терминалом, информационный вход которой соединен с выходом ультразвукового измерителя, а управляющий выход соединен с соответствующим входом коммутатора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицинской радиоэлектронике и может быть использовано для оценки устойчивости вертикальной позы человека.

Известно устройство определения устойчивости вертикальной позы человека [1] , содержащее ультразвуковой измеритель перемещений с локатором, отражатель ультразвука на поясном ремне и подставку для ноги. Недостатком устройства является ограниченная точность измерений ввиду неучета синергии других частей корпуса человека, направленной на поддержание вертикальной позы.

Наиболее близким по технической сущности является устройство оценки устойчивости вертикальной позы человека [2], содержащее двухконтактный ультразвуковой измеритель с локаторами, отражатель ультразвука на поясном ремне, второй отражатель ультразвука с возможностью установки на области седьмого шейного позвонка, и фазово-частотный анализатор спектра. Недостатком устройства является ограниченная точность измерений ввиду неучета синергии других частей корпуса человека, направленной на поддержание вертикальной позы, а также значительная трудоемкость и продолжительность исследований.

Техническим результатом изобретения является повышение точности измерений, уменьшение трудоемкости и продолжительности исследований.

Технический результат достигается тем, что в устройство для оценки устойчивости вертикальной позы человека, содержащее два ультразвуковых отражателя с возможностью установки на двух исследуемых частях тела человека, и ультразвуковой измеритель перемещений с двумя локаторами с возможностью излучения ультразвука каждым из них в направлении соответствующего ультразвукового отражателя и приема соответствующего отраженного ультразвукового сигнала, введены дополнительно N-2 ультразвуковых отражателей с возможностью установки дополнительно на N-2 исследуемых частях тела человека, дополнительно N-2 локаторов с возможностью излучения ультразвука каждым из них в направлении соответствующего ультразвукового отражателя и приема соответствующего отраженного ультразвукового сигнала, коммутатор, выходы/входы которого соединены с входами/выходами соответствующих локаторов, а вход/выход соединен с выходом/входом ультразвукового измерителя, ЭВМ с терминалом, информационный вход которой соединен с выходом ультразвукового измерителя, а управляющий выход соединен с соответствующим входом коммутатора.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройство содержит ЭВМ 1 с терминалом, ультразвуковой измеритель 2 перемещения, коммутатор 3, блок 4 N-локаторов и блок 5 N-ультразвуковых отражателей.

Устройство работает следующим образом. Посредством терминала ЭВМ 1 определяется программа, по которой коммутатором 3 производятся последовательные подключения локаторов 4 к ультразвуковому измерителю 2. При этом ультразвуковые колебания от ультразвукового измерителя 2 поступают на подключенный в данный момент локатор блока 4 и излучаются в направлении соответствующего ультразвукового отражателя (установленного на исследуемой части тела человека) блока 5. Отраженный сигнал, содержащий информацию о перемещении исследуемой части тела человека, поступает через соответствующий локатор блока 4 и коммутатор 3 на ультразвуковой измеритель 2, в котором преобразуется к стандартному виду и через стандартный разъем поступает на информационный вход ЭВМ 1, где по стандартным программам производится обработка полученной информации (запоминание, фазово-частотный анализ спектра, статистическая обработка, графическое и динамическое представление результатов и др.).

Устройство может быть выполнено из типовых модулей и на доступной элементной базе. Например, конструктивное выполнение блока 2, локаторов блока 4 и отражателей блока 5 могут совпадать с конструкциями того же функционального назначения прототипа. Конструкция коммутатора 3 может быть выполнена по известным из уровня техники схемам, например использованием в каждом их N измерительных каналов схемы мостового диодного ключа [3], являющейся по входу-выходу симметричной. В качестве ЭВМ 1 может быть использован персональный компьютер произвольного типа. Прием, обработка и передача информационных и управляющих сигналов может осуществляться по известным алгоритмам, в частности имеющимся в числе стандартных, например в программной среде Lab VIEW для персонального компьютера, использующей в качестве терминального согласователя видов сигналов, например, модуль DAQ Pad-1200 [4].

Важное значение имеют количество и места расположения УЗ-отражателей на корпусе человека, зависящие от условий проведения исследования. Например, если изучается устойчивость человека при стоянии на одной ноге, то УЗ-отражатели можно расположить в районах шейного, поясничного и коленного отделов. Однако можно дополнительно использовать коленный и даже стопный отделы свободной ноги, так как они тоже участвуют в синергии сохранения равновесия. Точные места закрепления и количество УЗ-отражателей, а также количество необходимых измерений может быть рассчитано только для конкретных условий исследования с применением математического планирования экспериментов, в частности постановкой факторного эксперимента, при использовании соответствующего стандартного программного обеспечения ЭВМ.

Литература

1. SU 1752348 A1, кл. А 61 В 5/103, 1992.

2. RU 2071722 С1, кл. А 61 В 5/103, 1997.

3. Карамов З.С., Фомин А.Ф. Элементы и узлы аналоговых радиометрических систем. М.-Л., Энергия, 1966, с. 180.

4. Жарков Ф.П. и др. Использование виртуальных инструментов Lab VIEW. М. : Солон-Р; Радио и связь; Горячая линия -Телеком, 1999, с.268.